习题集_油气集输 华东理工.doc

油气集输课程习题集一. 填空题：1. 油气集输工作的范围是指以 为起点， 为终点的矿场业务。它主要包括 几部分。2. 适合于石油生成的地质构造有： ； ； ； 构造等。它们的共同特点： （砂岩，石灰岩）； （粘土岩）。3. 有效孔隙是指：直径大于 孔隙；它既是空间，又是 的通道。4. 无效孔隙是指：直径小于 ，由于 使流体难于流动的微毛细管孔隙，和 孔隙。5. 渗透率；表示 能力，仅与 有关，而与 的性质无关。6. 当油层中的石油处于不利于流动的位置，油的相对渗透率降为零，此时油层中的石油成为不能流向井底的残余油，相应的含油饱和度称为 。7. 是指施加于岩石上的压力每下降1单位时，单位体积储油岩石内孔隙体积的减小值，反映了 的大小。8. 是指地面条件下（1atm，20），1m3脱气原油在油藏条件下所占有的体积。它反映 。9. 按油层水的性质，可以将油层水分为 型水和 型水。10. 油藏驱动方式分为： 驱动； 驱动； 驱动和 驱动。11. 采油指数是指 。12. 不完善井包括： 不完善井； 不完善井和 不完善井。13. 油井附近岩石的 对油井生产特别重要。可以采取的油井增产措施有 和 。14. 二次采油技术是指通过向油井 、 以提高油藏采收率的工艺。15. 倒退冷凝是指当混合物 ， ， 三点不重合时出现的现象。一个应用实例： 。16. 除雾器可分为 除雾器； 除雾器和 除雾器等几种类型，其作用是： 。17. 采用多级分离的目的是将 组分纳入液相原油； 纳入汽相。18. 原油中的杂质包括： ， 和 。19. 原油在低温（4050，特稠油7080）下呈现非牛顿流体性质。其 原因在于：原油是一种以 为连续相， 为分散相的悬浮液。20. 原油稳定的过程就是降低原油 的过程，是节约能源和综合利用油气资源的重要措施。22. 吸附法是利用气体在固体表面上积聚的特性，使某些组分吸附在固体吸附剂表面，进行脱除。根据表面吸附力的性质可将吸附过程分为 和 。23. 三甘醇脱水工艺中，可采用的再生方法有 ， ， ， 。24. 吸附平衡是指在一定温度、压力条件下， 两相经充分接触，最后 在两相中达到平衡，此时达到 相等的动态平衡。25. 吸附剂的再生方法包括： ； ； ； 。26. 含蜡原油温度从高降到低时，由于原油中蜡晶的形态不同，原油流变性质发生明显变化，从 流体变为 流体最后变成 流体。27. 采用贝格斯布里尔关系式计算倾斜气液两相管流的压降，其中反映了 的影响；反映了 的影响；反映了 的影响。28. 管路起伏对两相管流产生影响，其中液相聚集在低处使气体流通面积减少，流速增加，造成较大的 损失和 损失。29. 滑差是指 。30. 滑动比是指 。31. 气体干法脱硫其原理主要是利用固体吸附剂与气体中所含H2SCOSCS2小分子硫醇和硫醚发生物理吸附和化学反应，从而达到脱除硫的目的。常用固体吸附剂有 和 。32. 气体吸收法脱硫按照吸收原理的不同可以细分为 吸收法， 吸收法和 吸收法三种。33. 常用脱硫剂有 和 等。其中 已成为天然气脱硫最主要的脱硫剂。34. 物理吸收法原理是利用 进行脱硫。二 选择题：1. 在油气运移过程中，油藏的埋藏深度一般为 。A. 80009000m B. 60007000m C.30004000m D. 2000m2. 根据地面条件下气油体积比R，对油气藏进行分类，当R 17800 NM3/M3是 。A. 油藏 B. 油气藏 C. 气藏 D.都不是3. 是油层内独立的含油地区，它是储油的最小单元。A. 油藏 B. 油层 C.油库 D.油田4. 是用来计算石油地质储量以及评价油藏好坏的重要参数。A. 含油饱和度 B. 有效孔隙 C. 孔隙度 D. 渗透率5. 是指岩石中有多相流体存在时，岩石允许每相流体通过的能力。A. 相对渗透率 B. 有效渗透率 C. 绝对渗透率 D. 残余油饱和度6. 依靠油藏本身具有的能量将油驱至井底的采油方法是 。A. 四次采油 B. 三次采油 C. 二次采油 D. 一次采油7. 关于原油多级分离下列叙述是正确的： A. 增加分离级数有利于提高天然气的收率和质量B. 多级分离作为原油稳定的一种措施，有利于减少蒸发损耗C. 多级分离减少轻组分在气体中的比例D. 多级分离不利于利用地层能量，减少输气成本。8. 当处理气油比较大；易产生乳状液，且泡沫比较明显的流体时，宜采用 。A. 立式分离器 B. 卧式分离器 C. 旋流分离器 D. 过滤器式分离器9. 气体带液率kl，液体带气率kg：表征分离器的 。A. 平衡分离效果 B. 处理能力 C. 尺寸大小 D. 机械分离效果10. 当原油乳化液中含水74.02%时，形成的乳化液是 。A. 多重乳化液 B. 油包水型乳化液 C. 水包油型乳化液 D.不形成乳化液11. 对于一个常压固定顶油罐，当油罐进出油时形成的蒸发损失是 。A. 大呼吸损失 B. 小呼吸损失 C. 大排放损失 D. 小排放损失12. 对于一个常压固定顶油罐，由于昼夜温差变化引起的蒸发损失是 。A. 大排放损失 B. 小排放损失 C. 大呼吸损失 D. 小呼吸损失13. 一定条件下，天然气与液态水达到相平衡时，天然气中的含水量是 。A. 饱和含水量 B. 相对含水量 C. 绝对湿度 D. 相对湿度14. 原油中析出的蜡晶开始对原油的粘温性能开始产生影响的温度点是 。A. 反常点 B. 析蜡点 C. 冷滤点 D.浊点15. 原油中析出的蜡晶，使原油的粘度不仅随温度变化而变化，而且随剪切速率变化而变化，即原油已从牛顿流体转变为非牛顿流体时的温度点是 。A. 反常点 B. 析蜡点 C. 冷滤点 D.浊点16. 在温度和剪切速率一定时，随着剪切时间增加，某种流体的剪切应力剪切应力减小，这种流体是 。A. 触变性流体 B. 反触变性流体 C. 假塑性流体 D. 屈服塑性流体17. 在温度和剪切速率一定时，随着剪切时间增加，某种流体的剪切应力剪切应力增大，这种流体是 。A. 触变性流体 B. 反触变性流体 C. 假塑性流体 D. 屈服塑性流体18. 下列说法中那一种是正确的 。A. 输气管温度可以低于周围介质温度。B. 输气管温度不可以低于周围介质温度。C. 输油管温度可以低于周围介质温度。D. 油气混输管温度可以低于周围介质温度。19. 下列说法中那一种是错误的 。A. 利用平均压力可以计算输气时的压缩因子z和管中储气量B. 利用平均压力可以判断输气管内是否产生水化物。C. 平均压力是指输气管沿线压力分布曲线与纵坐标（p），横坐标（x）轴所围成的面积除以管长。D. 平均温度是指输气管沿线温度分布曲线与纵坐标（T），横坐标（x）轴所围成的面积除以管长。20. 在油、气、水三相混输管路的计算中，把油水乳状液作为 单一液相进行计算。油水以乳状液形式存在时，管路压降将 。A. 增高 B. 减少 C. 不变 D. 不确定21. 在两相混输管路的局部摩擦阻力计算中，将两相流流经管件的压降看作单相液体流经管件的压降乘以 。A. 分液相折算系数 B. 全液相折算系数 C. 分气相折算系数 D. 全气相折算系数22. 是指单位时间内流过截面的两相混合物的质量与体积之比。常用来计算气液混合物沿管路流动时的摩擦损失A. 真密度 B. 视密度 C.假密度 D. 流动密度三. 问答题：1. 简述油气分离器工艺计算步骤：1. 根据油气平衡计算结果，确定汽液处理量，物性，分离温度，分离压力，选择分离器类型。2. 按照从原油中分出气体的要求，根据原油性质和经验，确定原油在分离器中的停留时间（如果需要，考虑缓冲时间），初步确定分离器尺寸。3. 按照从气体中分出油滴的要求，计算100微米粒径的油滴在汽相中的匀速沉降速度w0，分离器的允许气速wg，和分离器尺寸（D、l/H）4. 比较步骤（2）、（3）结果，取较大的为分离器尺寸。5. 确定除雾器类型和尺寸。2. 简述原油与水形成乳状液必须具备的条件：（1）存在互不相溶的两相；（2）有乳化剂存在；（3）有强烈搅拌。3. 简述原油中存在的天然乳化剂的种类：(1)分散在油相中的固体物：主要是颗粒直径小于2微米的粘土、岩石粉、结晶石蜡等。 (2)原油中的沥青质、胶质。 (3)原油中的小分子极性化合物：环烷酸、脂肪酸等。（4）溶解在水中的物质：如某些盐类和某些高极性的表面活性物质。4. 热沉降是油水分离常用的一种工艺，一般认为水滴在原油中的沉降速度遵循斯托克斯公式，请以此公式分析一下为什么升高温度有利于油水分离。热作用：n 降低原油粘度，有利于水滴沉降n 使油水密度差增加，有利于水滴沉降n 加剧水滴布朗运动，增加水滴碰撞、合并几率n 水滴体积膨胀，界面膜变薄，机械强度降低增加了原油中乳化剂（沥青质、胶质和石蜡）在油中的溶解度，减弱了由这些乳化剂构成的界面膜的强度，使水滴在碰撞中易于合并沉降。5. 简述电脱水的原理，以及水滴在原油中的聚结方式。原理：原油乳状液置于高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作用削弱了水滴界面膜的强度，促进水滴碰撞、聚结合并，从而沉降出来。水滴在原油中的聚结方式有：n 电泳聚结直流电场，大量小水滴在电极区附近聚结，碰撞、合并n 偶极聚结直流 / 交流电场。乳状液中的水滴受电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同的电荷，形成诱导偶极。相邻水滴之间相互吸引，使水滴拉长变形，削弱界面膜的强度。形成诱导偶极的水滴在外加电场中以电力线的方向呈直线排列，形成“水链”，相互吸引、碰撞、合并沉降。偶极聚结发生在整个电场中。两个偶极子的吸引力 a：水滴半径l：两水滴的中心距E：电场强度：原油的介电常数电凝聚电分散：E=4.8 kV/cmn 振荡聚结交流电场。在交流电场中，电场方向每秒改变50次，水滴内各种正负离子不断作周期性往复运动，使水滴两端电荷极性发生相应变化。离子的往复运动使水滴界面膜不断受到冲击，机械强度降低，破裂。6. 比较一下交流电场和直流电场脱水的异同点，如何实现交流/直流电场的优化操作。交流 / 直流电场的比较交流电场直流电场破乳作用发生在整个电场破乳作用发生在电极附近的区域以偶极聚结和振荡聚结为主以电泳聚结为主，偶极聚结为辅适用于含水量较高的原油适用于含水量较低的原油脱后油中含水量高脱后油中含水量少脱出水中含油量少，水清较澈脱出水中含油量较高，水较浑浊共同点：只能用于油包水的乳状液优化：双电场脱水：交流电场直流电场脱水7. 简述具有良好破乳效果的破乳剂必须具备的性能1. 界面张力高于原油中成膜物质的界面活性，能优先在油水界面上吸附，降低乳状液滴的表面张力和表面膜强度，并部分置换已在界面上吸附的成膜物质。 2. 具有良好的润湿性能。破乳剂从原油向乳状液滴扩散移动，渗透在粒子之间的中间保护层。吸附在粒子表面和水滴表面、沥青-胶质粒子表面上，以降低粒子之间的内聚力，改变它们的润湿性能，从而破坏保护层上各粒子之间的接触，其结果是保护膜的强度急剧降低。 3. 具有足够的絮凝能力。破乳剂的絮凝能力是保证乳状液滴尽可能地相互接近，以增加碰撞和聚结的机会。 4. 具有很高的聚结能力。乳状液表面膜被破坏后，如果破乳剂没有足够的聚结8. 破乳过程实质上是破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上置换出天然乳化剂，并破坏表面膜，将膜内包含的水释放出来，沉降在底部，使油水得到分离。简述一种破乳机理：（1）顶替或置换机理机理认为，破乳剂比乳化液的成膜物质更具有更高的表面活性，所以能够优先吸附到油水界面并将原有成膜物质顶替或置换出来，新形成的膜具有较小的稳定性，从而促进了原油的破乳。(2)反相作用机理机理认为，原油中的成膜物质都有倾向于稳定W/O型的乳化液；破乳剂的作用是充当O/W型的乳化剂，破乳化剂在使W/O型乳化液转相当瞬间水由于受重力的作用而脱出。这一机理也有人持反对意见，如Little等人认为，成功的破乳剂必须是差的乳化剂。(3)絮凝聚结机理机理认为，分子量较大的破乳剂可将乳化液中的分散水滴群集在一起，形同鱼卵状，这一过程是可逆过程，称作絮凝作用。群集在一起水滴再相互合并而结聚。(4)聚结机理这是近年来人们研究得最多的一种机理，这种机理是基于一种称作“平行平面乳化液膜”(plane-parrallel emulsion film)的模型：当两个液滴(如水滴)相互碰撞时，两个液滴均发生变形并在液滴之间形成平行的接触平面。液滴的聚结过程与平行液膜的变薄密切相关，当膜中的液体向周围流动而变薄时，液滴接触界面上的界面活性物质也被带走，这样每个液滴表面便形成了界面张力梯度，为了弥补流失的界面活性物质，液滴的表面便形成了与平行膜流向相反对界面流，从而阻止了液滴间的相互聚结。破乳剂的作用是吸附在界面有效地消除界面张力梯度，从而促进聚结完成。(5)膜击破原理机理认为，破乳剂对碰撞液滴的界面膜或顶替很少一部分活性物质，击破面膜，使界面膜的稳定性大大降低，从而促进破乳。(6)润湿增溶机理机理认为，破乳剂对乳化膜有很强的溶解能力，从而破坏界面膜。破乳剂可以润湿成膜物质，这种润湿包括水湿和油湿，分别使成膜物质向水中或油中溶解，从而破坏界面膜。这类破乳剂可称作增溶剂。(7)反离子作用机理破乳剂中和油水界面膜上的电荷，从而破坏受电荷保护的界面膜。(8)褶形变形机理这种机理是针对具有双层或多层水圈的乳化液而提出来的。机理认为液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，可以褶形变形，此时液滴内部各层水圈相互连通而聚结，然后再与其它液滴相聚结而破乳。9. 已知等温闪蒸塔的进料条件（T、P、F、zi），列出等温闪蒸计算所用到的四个方程并简述计算步骤。物料平衡方程：F = L + V Fzi =Lxi + Vyi相平衡方程：归一化方程：汽化率：计算步骤：已知（T、P、F、zi） 计算/查图K=f（T，P） 设e 判断 是否成立；否，计算，；是则e既为汽化率；求的V，L，xi， yi10. 天然气水合物形成的条件是什么？1. 气体处于水汽的过饱和状态或有液态水存在；2. 足够高的压力和足够低的温度；3. 在上述条件下，气体压力波动或流向突变产生搅动、或有晶种存在就能促进产生水合物。11. 天然气三甘醇脱水工艺的优点是什么？l 沸点高：再生温度高，贫液浓度高，露点降大。l 蒸汽压低，携带损失小l 热力学性质稳定l 操作费用低12. 推导热油管路的轴向温降计算公式。13. 推导等径分配管汇的压降计算公式14. 比较分子筛脱水工艺和三甘醇脱水工艺的优缺点，并分别说明其使用范围分子筛吸附法三甘醇吸收法优点脱后干气含水量低于1ppm，露点低于-50装置处理量灵活对进料气流量、温度、压力变化不敏感在正常操作温度下，存在少量酸性气和氧时，溶液性质稳定操作简单，蒸汽压低，气相携带损失小无严重腐蚀和发泡问题露点降比其他液体吸收法高缺点对于大型装置，设备投资和操作费用高干气露点降比分子筛法低气体压降大系统中存在重烃时，溶液易发泡吸附剂易中毒和破碎，耗热量高温度过高，甘醇溶液易氧化，生成具有腐蚀性的酸性物质适用范围处理量小，干气露点降要求高的场合（露点降超过44）处理量大，干气露点降要求不高的场合（露点降2228）15. 推导异径集油管汇的压降计算公式16. 气体沿管路流动时，随着压力下降，密度逐渐变小，气体流速增加。假定： 气体在管路中作稳定流动，气体的质量流量不变；气体在管路中的流动过程为等温过程。推导水平输气管路的基本方程。17. 气液两相管流的特点：l 流型多变：（Alves流型划分法：气泡流、气团流、分层流、波浪流、冲击流、不完全环状流、环状流、弥散流）l 存在相间能量损失l 流动不稳定18. 简述均相流模型，分相流模型和流型模型的基本假设和处理原则l 均相流模型：把气液混合物看作一种均匀介质。基本假设：1. 气相和液相的速度相等2. 气液两相介质达到热力学平衡状态，气液间无热量传递。l 分相流模型：把管内气液两相的流动看作是